2.2《阳光下的影子》 教案

2.《阳光下的影子》
【教材简析】
本课是教科版小学《科学》五年级上册《光》单元的第二课。本课是在阳光下（室外）研究光和影的关系，是对上节课的探究活动光和影所发现的规律在自然环境中的验证、拓展和进一步理解。本课不仅是上节课的延续，同时还为学生接下来学习第三课《光是怎样传播的》教学内容做好了准备，提供了有力的证据，因为影子的产生和其特点正好反映了光直线传播的规律。
教材共两部分。第一部分：观察阳光下物体影子的变化，学生通过观察阳光下物体影子的变化来验证自己的想法，并进一步深刻认识影子和光源之间的关系；第二部分：整理我们的记录，学生把记录的数据绘制成柱状图，反映影子长短随时间变化的规律。由于阳光下的影子变化所需观察时间较长，课堂受时间和空间的限制，因此，建议教师用一节课的时间和学生探讨并实施实验活动，再利用课余时间继续完成实验；下一节课开展数据整理和交流活动。
【学情分析】
大部分学生知道太阳是东升西落的，且有一部分学生能画出一天中阳光下的影子是由西到东变化的，了解影子在正午的时候是最短的。但五年级的学生在长时间的探究活动中往往缺乏耐心，特别是在等待时学生难以根据目的耐心的坚持观察和记录，希望通过本节课的长时间探究实验，学生能够初步克服科学探究过程中的困难，并认识到长时间的观察和记录的重要性，体会到真实观察和记录对科学探究的意义。而且，五年级学生虽然能够开始进行一些简单的自主探究，但他们对于数据的整理能力还是相当缺乏的，他们更习惯于借助表格中的数据来发现规律，对于能够“可视化”地呈现物质变化规律的图表认识还处于逐步建立的过程中。
【教学目标】
科学概念目标
1.阳光下物体影子的方向随着太阳方向的改变而改变。
2.阳光下物体影子的长短随着太阳在天空中的位置变化而变化的。
3.一天中，正午时影子最短，清晨和傍晚时，影子最长。
科学探究目标
1.利用简易的日影观测仪，观测阳光下物体影子的长短和方向的变化，并收集相关的数据。
2.根据一天中影子的长度，制作出影长随时间变化的柱状图。
3.根据绘制图表，观察数据，发现阳光下物体影子在一天中的变化规律。
4.说出生活中人们对影子变化规律的应用。
科学态度目标
1.认识到自然事物是在不断变化的，事物的变化之间是有联系和有规律的。
2.能够按实验要求坚持观察和如实记录数据。
3.能够如实地分析实验过程中出现的问题，并运用合理的数据进行推理。
科学、技术、社会与环境目标
认识人类利用阳光下物体影子的变化规律设计的计时仪器，能够分析其结构和原理，并能够自己尝试设计和制作简易日晷。
【教学重难点】
重点：观察阳光下影子的变化。
难点：阳光下物体影子的观察和记录；整理实验数据，绘制成柱状图。
【教学准备】
长4cm的小木棒，超轻粘土，A4纸，铅笔、指南针，地平式日晷
【教学过程】
第一课时
一、 初步讨论阳光下物体影子的变化（预设10分钟）
提问：从清晨到黄昏，太阳在天空中的位置怎样变化？物体的影子也在变化吗？说说我们的推测及理由。
引导学生充分表达自己的想法，教师了解学生的前概念，开展教学。
学生初步说出太阳的位置变化和物体影子的位置变化，并画一画。
二、实验观察（预设30分钟）
1.让我们通过实际的观察来验证我们的想法。
出示实验材料，提问：你认识这些材料吗？
简单的了解实验的材料：长4cm的小木棒，超轻粘土，A4纸，铅笔、指南针，并说说它们的作用。（注意：选择的小木棒不宜太长）
提问:你能用这些材料来研究阳光下小木棍影子的变化吗？说说你的想法
引导学生讲解实验装置的组装方法，并用指南针确定方向，在A4纸上做好标记，并用重物固定。
实验装置图示及说明：
（1）超轻粘土用来将小木棒固定在A4纸上，方便学生测量影子。
（2）选用4cm长的小木棒是为了防止影子太长而无法在A4纸上记录完整。
（3）A4纸比较轻薄，难以固定，也可以用泡沫板、塑料板或书本来当底座，将A4纸黏贴于上面。
2.讨论观测记录的内容：
提问1：如何选择观测地点
提问2: 要记录哪些内容？怎么记录？
引导学生说出：
（1）太阳的方向和影子的方向 （如何使用指南针定方位；如何将实际方位与纸上记录的方位协调一致）
观测前A4纸应该先画一个东西南北四个方向的十字方位。
（2）影子的长度
观测记录的时间（年/月/日/时/分）
3.选择合适的地点进行学生分组实验（空旷的，日照时间长）。
课堂上，每隔10分钟观测记录一次；课后，在其它课下课后观察记录，直到放学。
教师在巡视时要及时指出学生在实验中的问题，适时地帮助学生，并鼓励学生在等待过程中注意耐心观察。
第二课时
一、数据整理（预设25分钟）
1.提问：通过上节课的观察，你有什么发现？
引导学生尽可能充分表达他们的发现。
2.有没有更好的方式来整理这些记录，以便我们能更清楚的找到它们的规律？
引导学生大胆说出自己的想法
小结：由于我们测量的数据表较多，比较杂，我们可以将不同的数据分类处理。我们可以将“影子的长度随时间变化的关系”绘制成柱状图，它能更容易地发现影子变化的规律，也能获得更多的信息。
讲解柱状图，指导学生将影子的长短变化绘制成柱状图。
教师将其中一组的数据汇于ppt
（1）从柱状图中你获得了哪些信息？
阳光下物体影子长短的变化是随着太阳在天空中的位置变化而变化的。一天中，上午的影子逐渐变短，到正午时影子最短，下午时影子逐渐变长，傍晚时，影子最长。板书：长→短→长
（2）你能试着解释下影子长短发生变化的原因吗？
上午的时候太阳逐渐升高，太阳照射的角度逐渐变大，所以影子会越来越短；到了正午的时候太阳照射的角度最大，影子的长度最短；然后到了下午太阳要慢慢下山了，太阳照射的角度逐渐变小，影子的长度就越来越长。
（3）再想一想，清晨太阳刚出来时，用我们的装置去测量影子的长度可能会有多长呢？能说说你的理由吗？……
有兴趣的同学可以在周末的时候起个大早，再用我们的实验装置测一测清晨太阳刚出来时的影子长度，和同一天太阳落下时影子的长度比一比，看看哪个影子更长。完成实验并有记录和照片为证的同学可以获得积分奖励。
3.对比太阳的方向和影子的方向，你有什么发现？
阳光下物体影子的方向随着太阳方向的改变而改变。
太阳的方向：东→偏南→西
物体的影子的方向变化是由西→偏北→东
二、“光影”运用——日晷的认识（预设15分钟）
1.出示地平式日晷,古人利用日晷来计时，你能说说日晷计时的原理吗？……
日晷的结构：晷面和晷针
2.出示日晷计时的补充资料。
（1）地平式日晷：地平日晷的晷面必须严格水平，晷面和晷针之间的夹角就是当地的地理纬度。适合低纬度的使用。
由于日晷的产生是从观察阳光下竖直物体影子的方向变化而开始的，因此最早的日晷可能是地平式日晷。但它必须在使用其他计时工具进行精确计时的条件下，根据表影随时间变化的实际情况来进行刻划，这显然是不方便的，但如果采用均匀刻划的方法又会带来相当大的计时误差。这是地平式日晷重大的缺陷。
赤道式日晷：晷面为赤道面，晷面和水平面形成的夹角即为当地的纬度。晷盘上的刻度是等分的。夏季和冬季，轴投影在晷盘上的影子会分在晷盘的北面和南面。适合中低纬度地区使用。
【板书设计】
阳光下的影子
阳光下物体的影子变化规律：
｛长短变化：长→短→长
方向变化：西→偏北→东
【作业设计】
1.自主作业：选择一天，在同一个地方，利用实验装置测量、记录太阳刚出来时影子的长度和太阳快落下时影子的长度，比一比哪个时候的影子更长。
2.课堂练习——选择题
（1）同一时间和地点，阳光下不同物体的影子（ ）。
A.形状相同 B. 方向相同 C.长短相同
（2）不同时间，阳光下同一物体的影子（ ）。
A.位置保持不变 B.方向保持不变 C. 长短发生变化
（3）阳光下，测得旗杆影子的长度为5米。过了一会儿，旗杆的影子变长了。这种现象应该发生在（ ）。
A.早上 B.上午 C. 下午
（4）太阳下，将一根10厘米的铅笔笔直立在地上，测得其影子的长度5厘米；同时，测得旗杆影子的长度为2米。旗杆的实际长度大约为（ ）米。
A. 2 B. 2.5 C. 4
（5）古代，人们用日影观测仪（也称日晷）来计时，其原理是（ ）。
A. 物体的影子会随着太阳位置的变化而变化
B. 物体的影子不会随着太阳位置的变化而变化
（6）一天中，阳光下物体的影子（ ）最短。
A.早晨 B.正午 C. 傍晚